一體化污水提升泵站施工技術(shù)

郁董凱

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都， 610091)

1 工程概況

龍崗河深惠插花地河道(張河瀝、馬蹄瀝)進(jìn)行綜合整治，整治河道總長(zhǎng)5.56km，其中：張河瀝干流長(zhǎng)約3.2km；張河瀝右岸三條支流1.88km；馬蹄瀝上游深圳境內(nèi)河道0.48km。位于金沙社區(qū)金輝北路與深汕公路交匯處存在一處排污口，震雄集團(tuán)污水、金輝南路以東五嶺街以西的工業(yè)區(qū)污水以及金沙市場(chǎng)以西深汕公路以北的工業(yè)區(qū)污水均通過(guò)此處排入張河瀝起端的河道，導(dǎo)致河道水體黑臭。

根據(jù)《深圳市治水提質(zhì)計(jì)劃(2015-2020年)》中的治理目標(biāo)，張河瀝列為環(huán)保督辦的重點(diǎn)治理河道，且要求2019年完成入河排污口的處理。

根據(jù)上述情況，對(duì)張河瀝的排污口優(yōu)先進(jìn)行實(shí)施。目前，通過(guò)沿河道修建污水管道將排污口進(jìn)行截流，收集污水。在張河瀝河口末端建設(shè)處理能力為6000m3/d的一體化污水提升泵站一座，把污水提升排入秀沙路市政污水干管中。張河瀝泵站采用2用1備共3臺(tái)污水泵，每臺(tái)泵的參數(shù)為：H=13m，P=5.5kW，Q=162.5m3/h。

泵站基坑采用沉井工藝施工，沉井強(qiáng)度為C30，埋深約8m，混凝土抗?jié)B等級(jí)為P6，內(nèi)直徑為φ5000mm，外徑為φ6000mm，墻體厚度500mm。

2 污水提升泵站基坑沉井施工技術(shù)

2.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→泵站沉井基坑放樣→開(kāi)挖基坑→墊層制作→第一節(jié)沉井井室及刃腳鋼筋綁扎→第一節(jié)沉井井室及刃腳立模板和支撐支架搭設(shè)→澆搗混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆模開(kāi)挖下沉→施工縫處理→進(jìn)行其余井壁施工(工序同上)→下沉到位沉降觀測(cè)→沉井混凝土封底→沉井底板鋼筋綁扎-澆筑混凝土底板→沉井外側(cè)石粉渣回填。

2.2 施工方法

2.2.1 施工準(zhǔn)備

本工程施工場(chǎng)地在坪山大道與金輝北路交叉處，沉井場(chǎng)地周邊擬采用彩鋼板進(jìn)行臨時(shí)圍護(hù)。

2.2.2 基坑開(kāi)挖

采用PC200挖掘機(jī)進(jìn)行土方開(kāi)挖，坡比為1∶1，深度1.5m～2.0m，基坑坡面人工抹一層水泥砂漿并進(jìn)行修正。基坑周?chē)O(shè)置0.3m×0.3m排水溝與直徑0.3m、深度0.6m集水井，及時(shí)抽排積水。

2.2.3 鋪設(shè)刃腳墊層

選用顆粒級(jí)配較好的中粗砂作為墊層，采用逐層夯實(shí)法提高墊層的密實(shí)度，夯擊層數(shù)兩層，每層厚度為15cm，寬度為6m。砂墊層施工完畢再進(jìn)行測(cè)量放樣，按照平面布置圖放出沉井的內(nèi)、外邊線，再根據(jù)第一節(jié)沉井高度確定模板標(biāo)高，然后立模綁扎鋼筋。

根據(jù)基底情況，條件允許時(shí)，采用C10素混凝土10cm厚(或鋪設(shè)磚基礎(chǔ)抹水泥砂漿層)處理基底。

2.2.4 沉井制作及防水處理、沉井內(nèi)挖土下沉

根據(jù)本合同段沉井設(shè)計(jì)的位置和尺寸，考慮采用分節(jié)澆筑施工，制作和下沉交替進(jìn)行。

(1)為減少下沉阻力，井壁在制作時(shí)盡量做到光滑。

(2)沉井制作高度應(yīng)保證沉井自身的穩(wěn)定性，但也要考慮有適當(dāng)?shù)闹亓?，以保證沉井足夠的下沉系數(shù)。

(3)制造沉井前，根據(jù)測(cè)量定位在刃腳位置處放上刃腳角鋼，然后立模，綁扎鋼筋，筑第一節(jié)沉井井室及刃腳混凝土。

(4)第一節(jié)沉井的灌注高度2.14m→第二節(jié)沉井支立模板及澆筑1.5m，待沉井養(yǎng)生強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)開(kāi)始下沉→綁扎鋼筋第三節(jié)沉井支立模板及澆筑1.5m，待沉井養(yǎng)生強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)開(kāi)始下沉→第四節(jié)沉井支立模板及澆筑1.5m，待沉井養(yǎng)生強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)開(kāi)始下沉，沉井完成下沉工作→澆筑水下封底混凝土→綁扎井底鋼筋→澆筑井底混凝土。

(5)每節(jié)沉井頂面下沉距基坑頂面距離為0.5m時(shí)，停止挖土，立模，綁扎鋼筋，進(jìn)行下一節(jié)沉井澆筑。復(fù)核前一節(jié)沉井位置正確后，進(jìn)行施工縫處理，然后立模澆筑下一節(jié)混凝土，待沉井井室強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后拆模繼續(xù)采用長(zhǎng)壁挖掘機(jī)挖土下沉。

(6)沉井預(yù)留孔洞位置必須準(zhǔn)確(進(jìn)水口預(yù)留在第二節(jié)，出水口預(yù)留在第四節(jié))，同時(shí)在孔洞位置制安鋼筋加強(qiáng)筋。待第二節(jié)沉井強(qiáng)度達(dá)到70%以上，先將預(yù)留孔洞用鋼板封堵，然后挖土下沉。沉井下沉?xí)r，及時(shí)進(jìn)行清土校正，下沉過(guò)程中加強(qiáng)觀測(cè)工作，減少沉井傾斜和水平位移。本工程根據(jù)沉井下沉深度，擬將沉井分4節(jié)澆筑。

(7)沉井主要施工技術(shù)措施

①沉井標(biāo)高控制：通過(guò)在沉井井室頂部四面，外部基坑地面，設(shè)置縱橫十字中心控制線及水準(zhǔn)基點(diǎn)，以控制沉井的位置和標(biāo)高。

②沉井垂直度控制：采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)挖土?xí)r，隨時(shí)觀測(cè)垂直度，通過(guò)在沉井井室內(nèi)按四等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線錘對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板來(lái)控制。當(dāng)沉井井室四面標(biāo)高不一致或線錘離墨線達(dá)50mm時(shí)，要進(jìn)行挖土糾正沉井井室垂直度。

(8)沉井主要糾正措施

①沉井受到的側(cè)壓力不均勻，壓力一邊大一邊小，如非均衡挖土、基坑土體結(jié)構(gòu)層偏斜、土體軟硬層分布不均，都可能導(dǎo)致整個(gè)沉井偏離中心位置。此時(shí)在偏離方向的刃腳內(nèi)邊多挖，使沉井向偏離的方向傾側(cè)，刃腳形成高差，然后再在偏離的反方向的刃腳掏挖，使井身恢復(fù)水平。重復(fù)進(jìn)行，使沉井的偏離得到完全糾正。

②如因遇樹(shù)根、硬土、石塊等使沉井一邊被卡住不能下沉而導(dǎo)致傾斜，則應(yīng)設(shè)法清除阻礙物，使沉井井身恢復(fù)垂直。

③如因一端地下水壓較大，或土體軟硬層分布不均使沉井發(fā)生扭轉(zhuǎn)，屬圓形沉井，如扭轉(zhuǎn)不大，不影響預(yù)留管道井出口位置的則可以不處理；如屬矩形沉井，或者雖是圓形沉井但預(yù)留管道位置偏差較大，則應(yīng)予以糾正。糾正方法是有意識(shí)地在扭轉(zhuǎn)的反方向多挖土，使沉井逐步復(fù)位。

④如因基坑底部為淤泥層，土質(zhì)松軟，可能出現(xiàn)沉井不挖土也下沉或下沉過(guò)快的情況，此時(shí)應(yīng)采取控制下沉速度的措施，增加沉井井室四周摩阻力。首先在刃腳下加墊硬木或混凝土塊以擴(kuò)大其受壓面積；然后在井壁外圍四周換填粘土或粗砂、礫石，并設(shè)法在井壁外圍降低地下水，以改變土壤的含水量；待井身穩(wěn)定后，再逐步撤除刃腳下的墊木或混凝土，使沉井恢復(fù)正常下沉。

⑤如井身上層土壤堅(jiān)實(shí)而下層土壤濕軟，使井身上部摩阻力大，井身下部摩阻力很小，此時(shí)有可能出現(xiàn)井身上部不易下沉而下部因自重較大而與上部井身發(fā)生環(huán)向斷裂。處理的方法是采取上述④中方法減輕井身上部的摩阻力，使沉井能夠整體下沉，而在下沉達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高以后，再采取灌漿措施，把環(huán)向裂縫修補(bǔ)復(fù)原。

2.2.5 沉井基礎(chǔ)處理及封底

沉井在施工完畢后，使用過(guò)程中還可能繼續(xù)下沉，為保證沉井在使用過(guò)程中下沉不致過(guò)大和不均勻，當(dāng)沉井沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高且基本穩(wěn)定后(在8h監(jiān)測(cè)過(guò)程中下沉量小于10mm)，用毛石填充刃角部分和超挖部分。

沉井井位地下水較大，采用不排水下沉法施工：當(dāng)下沉至地下水位以下后，井內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)空氣吸泥機(jī)，將泥水抽至地面的泥漿池沉淀過(guò)濾，過(guò)濾后的水再流回井內(nèi)。如此反復(fù)循環(huán)，即可將水下泥土吸至地面，使沉井下沉。

沉井下沉到位后，立即卸載，然后將底部余土采用空氣吸泥的方法挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，進(jìn)行水下混凝土封底。

2.2.6 封底混凝土澆筑

本工程封底面積19.625m2，澆筑混凝土9.8m3，深度5m，采用1根管徑400導(dǎo)管進(jìn)行水下混凝土澆筑封底。導(dǎo)管底部距離基坑底約10cm，保證導(dǎo)管下端始終埋入封底混凝土內(nèi)，沉井封底澆筑超灌15cm，澆筑完成后鑿除多余混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

下放導(dǎo)管→在料斗及導(dǎo)管內(nèi)灌入封底混凝土→邊灌混凝土、邊提升導(dǎo)管→超灌→清除表面混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

導(dǎo)管法注意事宜如下：

(1)導(dǎo)管直徑的選擇：深度大于5m的可選直徑300mm～500mm導(dǎo)管，施工澆筑范圍約15 m2～50m2；深度3m～5m可選直徑300mm導(dǎo)管，施工澆筑范圍約5 m2～15m2；深度小于3m可選直徑250mm導(dǎo)管，施工澆筑范圍約4m2，當(dāng)沉井封底面積過(guò)大時(shí)，可用多根導(dǎo)管同時(shí)配合澆筑。

(2)當(dāng)沉井水下封底混凝土深度在10m～20m時(shí)，導(dǎo)管埋入封底混凝土的最小深度為1.1m～1.5m；當(dāng)沉井水下封底混凝土深度在10m以內(nèi)時(shí)，導(dǎo)管埋入封底混凝土的最小深度為0.8m。

(3)第一次澆筑的封底混凝土梁必須滿足將導(dǎo)管埋入最小埋置深度，嚴(yán)格控制導(dǎo)管提升高度，只能上下提升，不準(zhǔn)左右移動(dòng)，以免造成管內(nèi)返水事故。

3 污水提升泵站附屬壓力管道施工技術(shù)

3.1 壓力管道工程內(nèi)容

污水提升泵站管線總長(zhǎng)度為617m，管道平均覆土高度為1m。

3.2 管材、管道連接、安裝及防腐

管道管材為鋼管。

(1)管道連接：采用焊接方式，焊口處外防腐采用冷纏PE帶方式，內(nèi)防腐補(bǔ)涂高強(qiáng)度液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。

(2)管道安裝：控制好標(biāo)高和尺寸長(zhǎng)度，沉井施工預(yù)留孔位置的管道首先安裝，后續(xù)壓力管道應(yīng)按施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行準(zhǔn)確放線定位后安裝。派專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行管道吊裝作業(yè)指揮，嚴(yán)禁碰撞管道造成管道損傷失圓而無(wú)法安裝。

(3)管道防腐：外壁先涂防銹底漆環(huán)氧富鋅，再做面漆環(huán)氧煤瀝青包玻璃纖維布，采取四油兩布工藝進(jìn)行處理；內(nèi)防腐采用內(nèi)襯水泥砂漿防腐。

3.3 管道基礎(chǔ)及溝槽開(kāi)挖

(1)鋼管采用中粗砂墊層，厚度200mm。

(2)管道施工中，應(yīng)確保溝槽內(nèi)無(wú)積水，如有水應(yīng)進(jìn)行抽排；地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基處理；采用機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，基坑底部保留20cm～30cm厚土，由人工清理至設(shè)計(jì)標(biāo)高，不得超挖。

(3)禁止在基坑坡頂兩側(cè)堆放置、開(kāi)挖棄土，堆土應(yīng)控制在基坑邊緣5m以外，高度不超過(guò)1.5m。

3.4 管道水壓試驗(yàn)

管道安裝完成后，根據(jù)《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行壓力管道水壓試驗(yàn)，工作壓力0.6MPa，試驗(yàn)壓力1.1MPa。判定合格條件如下：

(1)主實(shí)驗(yàn)階段，停止注水補(bǔ)壓，穩(wěn)定15min，15min后不得出現(xiàn)壓力降；

(2)然后將試壓壓力降至工作壓力并保持恒壓30min，再進(jìn)行外觀檢查若無(wú)漏水現(xiàn)象，則水壓試驗(yàn)合格。

3.5 溝槽回填

管道施工完畢后，在壓力試驗(yàn)或閉水試驗(yàn)合格后，溝槽應(yīng)及時(shí)回填，回填土符合下列規(guī)定：

(1)管道基礎(chǔ)至管道腋角范圍內(nèi)，采用中粗砂回填；管道腋角以上至管頂以上0.5m范圍內(nèi)，采用石粉渣回填；

(2)當(dāng)管道位于機(jī)動(dòng)車(chē)道以下時(shí)，管頂0.5m至路面結(jié)構(gòu)層，采用石粉渣回填；當(dāng)管道位于非機(jī)動(dòng)車(chē)道以下時(shí)，管頂0.5m范圍以上，采用符合要求的原土回填；

(3)壓力管道兩側(cè)及管頂以上0.5m范圍內(nèi)，應(yīng)采取人工壓實(shí)，管道兩側(cè)回填壓實(shí)高差不應(yīng)超過(guò)0.3m，石粉渣均勻運(yùn)入基坑內(nèi)，不得集中倒入。

4 污水提升泵站設(shè)備安裝技術(shù)

本工程中的一體化提升泵站為成套設(shè)備，采用5.5kW潛污泵3臺(tái)，2用1備，3臺(tái)水泵交替使用，由廠家統(tǒng)一供應(yīng)并負(fù)責(zé)指導(dǎo)安裝，安裝時(shí)要保證設(shè)備規(guī)格型號(hào)應(yīng)符合合同和設(shè)計(jì)要求。

4.1 工藝流程

沉井基坑檢查→泵站配套設(shè)備開(kāi)箱檢查→汽車(chē)起重吊就位→起重吊裝→設(shè)備位置校核→二次灌漿→附屬管道及零部件安裝→設(shè)備24h試運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 開(kāi)箱檢查

檢查設(shè)備在搬運(yùn)和保管過(guò)程中零部件、附件是否短缺，是否有損傷或損壞現(xiàn)象，檢查產(chǎn)品合格證、使用說(shuō)明書(shū)、配套圖紙是否齊全，并做好詳細(xì)的設(shè)備開(kāi)箱記錄。

4.3 基礎(chǔ)驗(yàn)核

當(dāng)設(shè)備基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%時(shí)，進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)規(guī)范及產(chǎn)品安裝的要求后進(jìn)行吊裝作業(yè)。

4.4 起重吊裝

用汽車(chē)起重吊將設(shè)備放置于沉井內(nèi)設(shè)計(jì)位置。

4.5 找正找平

吊裝就位后，對(duì)一體化提升泵站泵體做出精確地調(diào)整后方可將設(shè)備固定。

4.6 設(shè)備固定

采用預(yù)埋在基礎(chǔ)中的地腳螺栓，將設(shè)備底座與基礎(chǔ)緊固在一起，通過(guò)在設(shè)備下面放入墊鐵調(diào)整設(shè)備的水平和標(biāo)高，然后進(jìn)行二次灌漿將地腳螺栓、墊鐵、泵體與基礎(chǔ)澆筑成整體，確保設(shè)備穩(wěn)固。

4.7 設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)

設(shè)備安裝完成后進(jìn)行24h試運(yùn)轉(zhuǎn)，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、廠家全面檢查一體化污水泵站施工及設(shè)備安裝過(guò)程各道工序的質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)加以處理。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建設(shè)一體化污水提升泵站的方式，對(duì)張河瀝河道沿線排污口截流后收集的污水提升至坪山區(qū)沙田社區(qū)秀沙路市政污水干管，最終進(jìn)入沙田污水處理廠，達(dá)到了建設(shè)單位要求的截污效果，總結(jié)出了一套可靠的施工方法及關(guān)鍵工序的控制措施，為后續(xù)類(lèi)似工程的實(shí)施提供借鑒。